各國(guó)運(yùn)營(yíng)商開始競(jìng)相發(fā)展5G

在5G標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)后，全球產(chǎn)業(yè)鏈開始布局5G建設(shè)，各國(guó)運(yùn)營(yíng)商開始競(jìng)相發(fā)展5G，不過具體發(fā)展進(jìn)度和發(fā)展思路各有不同。

各國(guó)競(jìng)相發(fā)展5G

美國(guó)正在積極建設(shè)公眾5G網(wǎng)絡(luò)，例如T-Mobile采用600MHz頻譜，在2019年12月推出了美國(guó)第一個(gè)全國(guó)性5G網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋方面，目前已在49個(gè)州和波多黎各投入運(yùn)營(yíng)，不久將在更多城市上線。AT&T公司7月23日宣布，其5G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)已在全國(guó)范圍內(nèi)運(yùn)行，該網(wǎng)絡(luò)于2017年開始在美國(guó)主要城市進(jìn)行測(cè)試，并開始推出商用。這是繼T-Mobile公司之后，又一個(gè)在全國(guó)部署5G網(wǎng)絡(luò)的公司。

現(xiàn)在AT&T公司增加了40個(gè)支持5G的新市場(chǎng)，遍及美國(guó)395個(gè)市場(chǎng)、超過2.05億客戶。AT&T正在使用低于6GHz(AT&T稱之為5G)和毫米波(AT&T稱之為“5G+”)技術(shù)部署5G，后者僅在美國(guó)部分市場(chǎng)提供。Verizon在2020年6月22日宣布，最近在德克薩斯州和明尼蘇達(dá)州完成了動(dòng)態(tài)頻譜共享(DSS)試驗(yàn)。在實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行的試驗(yàn)表明，LTE和5G NR服務(wù)同時(shí)在低頻段運(yùn)行，數(shù)據(jù)會(huì)話有效完成，有望在2020年在全國(guó)范圍內(nèi)推出5G。據(jù)2020年7月28日媒體報(bào)道，德國(guó)電信在5G部署方面稱，已提前實(shí)現(xiàn)了2020年覆蓋德國(guó)一半人口的目標(biāo)，現(xiàn)在計(jì)劃在年底前實(shí)現(xiàn)5G覆蓋德國(guó)2/3的人口。

日本也在大力發(fā)展5G。據(jù)日本矢野研究所2020年6月23日公布的資料，到2020財(cái)年，NTT docomo、KDDI、軟銀和樂天的5G服務(wù)合同累計(jì)數(shù)量將為1185萬，國(guó)內(nèi)5G智能手機(jī)的出貨量(基于制造商的出貨量)將為1333萬。

但是，作為日本第一大移動(dòng)公司，NTT docomo在業(yè)績(jī)公告中宣布，截至2020年8月1日，其5G合同的數(shù)量?jī)H為24萬，可見日本5G用戶發(fā)展不盡如人意?？倓?wù)省分配給各移動(dòng)公司的5G頻段為3.7GHz頻段、4.5GHz頻段和28GHz頻段，信號(hào)傳輸距離不遠(yuǎn)，基站數(shù)量要求很大，面對(duì)這種嚴(yán)峻形勢(shì)，日本政府十分著急。

為解決這個(gè)難題，總務(wù)省于2020年6月宣布了一項(xiàng)新目標(biāo)，即到2020財(cái)年底，將移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商建立的5G基站數(shù)量增加到21萬個(gè)以上，是最初計(jì)劃的3倍。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的方法就是全面采用“DSS”技術(shù)，如果將現(xiàn)有4G中使用的頻段轉(zhuǎn)換為5G共享，使移動(dòng)公司很容易獲得5G基站，可以立即擴(kuò)展5G區(qū)域。日本政府為了扭轉(zhuǎn)5G落后局面，把DSS技術(shù)當(dāng)作救命稻草，想用DDS快速提高5G全國(guó)覆蓋率，以便扭轉(zhuǎn)落后局面。這種做法效果如何，還得經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)。在5G網(wǎng)絡(luò)部署方面，日本也意識(shí)到自己落后了。

專用5G網(wǎng)絡(luò)受青睞

除在建公眾5G網(wǎng)絡(luò)外，又出現(xiàn)了本地5G、私有5G，這兩種網(wǎng)絡(luò)可以稱為專用5G網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)?G所用頻率很高，傳輸距離受限，同時(shí)信號(hào)又容易被障礙物阻擋，因此大面積覆蓋難度較大，而工廠、企業(yè)，學(xué)校、機(jī)關(guān)、城區(qū)又是非常需要5G的地方，在這種范圍不大的地區(qū)，5G信號(hào)覆蓋相對(duì)容易些，因此專用5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。

美國(guó)研究公司Harbor Research預(yù)測(cè)，到2028年，本地5G將使IoT(物聯(lián)網(wǎng))市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到3560億美元。本地5G與私有5G從技術(shù)上來看并沒有太大區(qū)別，本地5G所用頻率由承擔(dān)方負(fù)責(zé)申請(qǐng)，5G設(shè)施由承擔(dān)方采購(gòu)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、使用和維護(hù)，也由承擔(dān)方負(fù)責(zé)。而私有5G，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采購(gòu)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)都由移動(dòng)公司負(fù)責(zé)，并以租賃方式交工廠等單位使用。由于私有5G是工廠專用的網(wǎng)絡(luò)，是服務(wù)可視的定制化專屬網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)不會(huì)通過公共5G網(wǎng)絡(luò)傳遞，因此不存在諸如通信擁塞之類的外部因素，并且很容易確保安全性。還有，移動(dòng)行業(yè)企業(yè)可以通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)為工廠提供定制的核心網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)在業(yè)界已經(jīng)形成這樣的共識(shí)，即“4G改變生活，5G改變社會(huì)”“5G的80%將用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域”。顯而易見，5G的應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)該主要是工業(yè)。雖然從5G商用以來，5G應(yīng)用仍以試驗(yàn)居多，主要面向個(gè)人用戶，但是最近歐洲情況發(fā)生了變化。

美國(guó)汽車巨頭福特汽車2020年6月25日宣布，與沃達(dá)豐簽訂合同，在英國(guó)的埃塞克斯電動(dòng)汽車電池工廠引入私有5G網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)兩家公司的聯(lián)合聲明，該項(xiàng)目是英國(guó)政府支持的6500萬英鎊5G投資計(jì)劃的一部分。福特工廠的私有5G網(wǎng)絡(luò)將取代現(xiàn)有的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，以加速電動(dòng)汽車零件的生產(chǎn)。

近幾年來，德國(guó)工廠中使用無線網(wǎng)絡(luò)是由Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)開始的，因?yàn)樗鼈鬏敂?shù)據(jù)量大，而且不用通信費(fèi)，因此得到廣泛應(yīng)用，但它的信號(hào)不穩(wěn)，同時(shí)安全性也差，因此在關(guān)鍵部位使用，讓人擔(dān)心。后來德國(guó)工廠引入專用LTE解決了人們的擔(dān)憂，但隨著智能制造業(yè)的發(fā)展，LTE與5G相比難以滿足工廠對(duì)帶寬、時(shí)延、速率的要求，這時(shí)專用5G就派上用場(chǎng)了。

德國(guó)制造業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可以說是從私有LTE到本地5G不斷發(fā)展的過程。工廠自動(dòng)化正在進(jìn)行中，需要擁有實(shí)時(shí)無線控制的機(jī)械臂和自行式機(jī)器人，目的是提高生產(chǎn)率并確保質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，正在逐步引入專用LTE，但是根據(jù)工廠的規(guī)模和生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，從已有的經(jīng)驗(yàn)看，LTE還不足以支持它，因此專用5G就是必選項(xiàng)。此外，從制造過程中獲得的各種數(shù)據(jù)會(huì)通過私有5G網(wǎng)部署在邊緣終端或云上，實(shí)時(shí)收集并由AI(人工智能)進(jìn)行處理，因此自動(dòng)化很容易。在本地5G方面，德國(guó)一些工廠、企業(yè)等單位，已獲得5G頻段使用授權(quán)，這對(duì)提升德國(guó)智能制造業(yè)的能力將起到重要作用。

日本同樣是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，為了促進(jìn)工業(yè)向智能制造發(fā)展，日本對(duì)專用5G的發(fā)展，也極其重視，日本總務(wù)省制定出頻率規(guī)劃，對(duì)專用5G劃出專用頻段。日本信息通信委員會(huì)“本地5G研究工作組”，也在研究“根據(jù)本地需求使用5G構(gòu)建相對(duì)較小范圍的通信系統(tǒng)”的“本地5G”。日本總務(wù)省制定了5G頻率規(guī)劃，并規(guī)定了本地5G的使用頻率，見圖。

日本的企業(yè)和移動(dòng)公司也開始重視專用5G，例如，近日，豐田生產(chǎn)工程公司選擇諾基亞在其制造設(shè)計(jì)中心安裝了工業(yè)級(jí)專用5G網(wǎng)絡(luò)。2020年5月20日，軟銀公司宣布將從2022年開始提供“私有5G”服務(wù)，利用分配給軟銀的5G頻段，并在限定的區(qū)域(如本地)對(duì)需要使用5G網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)提供5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，同時(shí)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。

為什么軟銀著手在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)公眾5G網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，又要提供私有5G之類的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)呢?這是因?yàn)榉峙浣o軟銀公司的5G頻率非常高，并且因受到了日本國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信的干擾，設(shè)置基站難度很大，并且很難擴(kuò)展覆蓋區(qū)域。軟銀使用分配的5G頻段在5年內(nèi)5G部署率僅為64%，遠(yuǎn)低于NTT docomo或KDDI。因此軟銀就表現(xiàn)出對(duì)私有5G非常大的興趣。如果將5G頻段用于不受衛(wèi)星通信影響的特定場(chǎng)所的建筑物中，則可以輕松解決上面說的許多問題。

因此，通過為企業(yè)提供限定位置的5G網(wǎng)絡(luò)，可以有效地將5G頻段用于商業(yè)服務(wù)，并爭(zhēng)取優(yōu)質(zhì)客戶。由于軟銀的5G網(wǎng)絡(luò)將在2021年下半年運(yùn)營(yíng)，因此私有5G的提供時(shí)間大約在2022年左右。由于軟銀的私有5G可以在全國(guó)范圍內(nèi)使用，這可以通過與公眾5G鏈接，在私有5G內(nèi)部和外部進(jìn)行數(shù)據(jù)連接和計(jì)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的多樣性。當(dāng)然，提供私有5G也面臨挑戰(zhàn)，軟銀是否會(huì)為私有5G分配專用頻率尚未可知，如果分配了專用頻率，則公眾5G可以使用的頻率數(shù)將相應(yīng)減少，因此，人們擔(dān)心這是否會(huì)影響5G容量，如果使用相同的頻率，則可能會(huì)受到相鄰5G基站的干擾。

DSS技術(shù)惹爭(zhēng)議

DSS技術(shù)作為5G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充和輔助，不失為一個(gè)不錯(cuò)的選擇，它存在不少優(yōu)勢(shì)，但拿它做為5G網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù)，在全球引起不少爭(zhēng)論，支持的有，質(zhì)疑的也不少。

對(duì)于DSS技術(shù)，美國(guó)和日本各大移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商態(tài)度截然不同。有的運(yùn)營(yíng)商基于5G頻率缺乏問題，對(duì)部署DSS態(tài)度非常積極，已列入工程計(jì)劃，這方面以日本的軟銀公司與美國(guó)的Verizon、AT&T公司為代表。有些公司態(tài)度比較謹(jǐn)慎，雖然己準(zhǔn)備工程安排，但還是有些擔(dān)心，例如KDDI公司。

此外，以NTT docomo和美國(guó)的T-Mobile為代表，因?yàn)槠?G頻率資源沒有問題，因此對(duì)DSS技術(shù)沒有計(jì)劃安排。NTT docomo認(rèn)為有DSS技術(shù)支持的5G，在提供的帶寬和速率方面達(dá)不到真正的5G指標(biāo)，所以它不是真5G，而是偽5G。